CN109377225A - 交易分配方法、共识方法、设备和存储介质 - Google Patents

交易分配方法、共识方法、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种交易分配方法、共识方法、设备和存储介质，该方法包括：根据交易的交易哈希生成第一随机数；对第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将交易分配到编号与第一余数对应的分片以供各分片的节点对交易进行共识；其中，第一区块链的各分片配置有编号；该方案使交易被更随机的分配到不同分片，解决了同一地址交易集中导致交易记录分配到同一分片，发生分片负载不均匀的问题，提高了区块链网络的性能。

Description

交易分配方法、共识方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及互联网金融技术领域，具体涉及一种交易分配方法、设备和存储介质。
背景技术
现有的区块链技术中，用户(交易发起方)向区块链中发送交易后，节点通常根据交易发起方的公钥地址将交易分配到不同的分片中。当某一用户在某一时段向区块链发送大量交易时，由于用户的公钥地址不变，由该公钥地址发起的交易始终被分配到同一个分片上，该分片在该时段内收到大量交易，导致该分片产生拥堵现象；在该时段内，区块链内不同分片负载不均匀。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种解决同一地址交易集中导致交易记录分配到同一分片，发生分片负载不均匀的交易分配方法、设备和存储介质。
第一方面，本发明提供一种交易分配方法，包括：
接收若干交易；
根据交易的交易哈希生成第一随机数；
对第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将交易分配到编号与第一余数对应的分片以供各分片的节点对交易进行共识；
其中，第一区块链的各分片配置有编号。
第二方面，本发明提供一种分片共识方法，该方法由第一区块链各分片中的节点执行，包括：
对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识，生成子区块。
第三方面，本发明提供一种共识方法，第一区块链包括委员会和若干分片，该方法由所述委员会的节点执行，包括：
接收分片的记账节点发送的子区块；其中，子区块由各分片的节点对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识生成；
打包各子区块，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块。
第四方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的交易分配方法、分片共识方法和共识方法。
第五方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的交易分配方法、共识方法、设备和存储介质。
本发明诸多实施例提供的交易分配方法、共识方法、设备和存储介质通过接收若干交易；根据交易的交易哈希生成第一随机数；对第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将交易分配到编号与第一余数对应的分片以供各分片的节点对交易进行共识；其中，第一区块链的各分片配置有编号的方法，使交易被更随机的分配到不同分片，解决了同一地址交易集中导致交易记录分配到同一分片，发生分片负载不均匀的问题，提高了区块链网络的性能。
本发明一些实施例提供的交易分配方法、共识方法、设备和存储介质通过根据交易的交易哈希(256位)生成第一随机数配置为从交易的交易哈希中取若干位(小于256位)，得到第一数值，再将第一数值转换为十进制数得到第一随机数的方法，减少了节点的计算量，提高了区块链网络的性能。
本发明一些实施例提供的交易分配方法、共识方法、设备和存储介质通过使用BFT共识算法进行共识，在保证强一致性及正确性的情况下，提高了区块链网络的性能。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例中交易分配场景的示意图。
图2为本发明一实施例提供的一种交易分配方法的流程图。
图3为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤S14的流程图。
图4为图3所述方法的一种优选实施方式中步骤S142的流程图。
图5为本发明一实施例提供的一种共识方法的流程图。
图6为本发明一实施例提供的另一种共识方法的流程图。
图7为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1为本发明一实施例中交易分配场景的示意图。如图1所示，在本实施例中，第一区块链包括委员会和若干分片，第一区块链的各节点被分配到委员会或分片中。用户向第一区块链发送交易后，第一区块链将交易分配到不同的分片中进行共识；每个分片对接收到的交易进行共识生成子区块后，再将子区块发送到委员会中进行共识，最后生成区块。以下结合图2对本发明提供的交易分配方法进行具体说明。
图2为本发明一实施例提供的一种交易分配方法的流程图。如图2所示，在本实施例中，本发明提供一种交易分配方法，包括：
S12：接收若干交易；
S14：根据交易的交易哈希生成第一随机数；
S16：对第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将交易分配到编号与第一余数对应的分片以供各分片的节点对交易进行共识；
其中，第一区块链的各分片配置有编号。
具体地，以图1所示的应用场景为例，第一区块链共有2400个节点，其中，节点1至节点600为组成委员会的节点，节点601至节点1200为组成分片1的节点，分片1的编号为0，节点1201至节点1800为组成分片2的节点，分片2的编号为1，节点1801至节点2400为组成分片3的节点，分片3的编号为2，用户向第一区块链发送交易A，交易A的哈希值为最右边四位为1，其余位均为0的256位的二进制哈希值，记为0000……1111，根据交易的交易哈希生成第一随机数的方法为将交易哈希转换为十进制数生成第一随机数。
在步骤S12中，第一区块链的节点接收交易A；
在步骤S14中，第一区块链的节点根据交易A的交易哈希0000……1111生成第一随机数，由于交易A的交易哈希为最右边四位为1，其余位均为0的256位的二进制哈希值，因此将1111转换为十进制数，转换后的十进制数为15，第一随机数为15；
在步骤S16中，第一区块链的节点对第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将交易分配到编号与第一余数对应的分片以供各分片的节点对交易进行共识；第一余数为15mod3＝0，交易A被分配到编号为0的分片，即分片1中，分片1中的各节点接收到交易A后，对交易A进行共识；
其中，第一区块链的各分片配置有编号。
上述实施例以第一区块链共有2400个节点，其中，节点1至节点600为组成委员会的节点，节点601至节点1200为组成分片1的节点，分片1的编号为0，节点1201至节点1800为组成分片2的节点，分片2的编号为1，节点1801至节点2400为组成分片3的节点，分片3的编号为2，用户向第一区块链发送交易A，交易A的哈希值为最右边四位为1，其余位均为0的256位的二进制哈希值，记为0000……1111，根据交易的交易哈希生成第一随机数的方法为将交易哈希转换为十进制数生成第一随机数为例对本发明提供的交易分配方法进行了详细阐述，在更多实施例中，本发明提供的交易分配方法不以上述举例为限，还可以根据实际需求调整委员会中节点的数量及每个分片中节点的数量，以及，将生成第一随机数的方法配置为将交易哈希转换为八进制数生成第一随机数，将交易哈希转换为十六进制数生成第一随机数，均可实现相同的技术效果。
上述实施例使交易被更随机的分配到不同分片，解决了同一地址交易集中导致交易记录分配到同一分片，发生分片负载不均匀的问题，提高了区块链网络的性能。
图3为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤S14的流程图。如图3所示，在一优选实施例中，步骤S14包括：
S142：从交易的交易哈希中取若干位，得到第一数值；
S144：将第一数值转换为十进制数，得到第一随机数。
具体地，以图1所示的应用场景为例，从交易的交易哈希中取若干位为取交易哈希的最右边起的第1、3、5、7位。
在步骤S142中，从交易A的交易哈希中取最右边起的第1、3、5、7位，得到第一数值，第一数值为0011；
在步骤S144中，将第一数值转换为十进制数，得到第一随机数；将0011转换为十进制数为3，得到第一随机数为3。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将从交易的交易哈希中取若干位的方法配置为从交易的交易哈希中取任意位，可实现相同的技术效果。
上述实施例进一步通过根据交易的交易哈希(256位)生成第一随机数配置为从交易的交易哈希中取若干位(小于256位)，得到第一数值，再将第一数值转换为十进制数得到第一随机数的方法，减少了节点的计算量，提高了区块链网络的性能。
图4为图3所述方法的一种优选实施方式中步骤S142的流程图。
S1422：取交易哈希的最右边int(log2M+1)位形成第一数值，其中，M为第一区块链分片的总数，int为向下取整函数。
具体地，以图1所示的应用场景为例；
在步骤S1422中，取交易哈希的最右边int(log2M+1)位形成第一数值；由于第一区块链分片的总数为3，int(log23+1)为2，交易A的交易哈希的最右边2位为11，第一数值为11。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将取交易哈希的最右边int(log2M+1)位配置为取交易哈希的最右边int(log2M+2)位，int(log2M+3)位等，也可以配置为取交易哈希的最右边int(log3M+1)位，int(log4M+1)位等，可实现相同的技术效果。
在一优选实施例中，分片的总数与第一区块链中节点的总数相关。
在一优选实施例中，分片的总数与第一区块链中节点的总数的关系为：其中，N为分片的总数，M为第一区块链中节点的总数，L为各分片中预配置的节点的总数，round为向上取整函数；以第一区块链中节点的总数为2400个，各分片中预配置的节点的总数为600个为例，计算出分片的总数为3。在更多实施例中，还可以根据实际需求将预配置的节点的总数配置为其它数值，可实现相同技术效果。
图5为本发明一实施例提供的一种共识方法的流程图。如图5所示，在本实施例中，本发明提供一种共识方法，该方法由第一区块链各分片中的节点执行，包括：
S22：对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识，生成子区块。
具体地，以图1所示的应用场景为例，节点601至节点1200为组成分片1的节点，分片1的编号为0，当前区块高度为H，只有交易A被分配到编号为0的分片中；
在步骤S22中，分片的节点(节点601至节点1200)对交易A进行打包，并使用BFT共识算法进行共识，生成子区块，记为sub_block(H_0)。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将BFT共识算法配置为其它共识算法，可实现相同技术效果。
上述实施例通过对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识，生成子区块的方法，在保证强一致性及正确性的情况下，提高了区块链网络的性能。
图6为本发明一实施例提供的另一种共识方法的流程图。如图5所示，在本实施例中，本发明提供一种共识方法，第一区块链包括委员会和若干分片，该共识方法由委员会的节点执行，包括：
S32：接收分片的记账节点发送的子区块；其中，子区块由各分片的节点对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识生成；
S34：打包各子区块，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块。
具体地，以图1所示的应用场景为例，节点1至节点600为组成委员会的节点，当前区块高度为H，委员会的节点收到分片1发送的子区块sub_block(H_0)，分片2发送的子区块sub_block(H_1)，分片3发送的子区块sub_block(H_2)；
在步骤S32中，委员会的节点接收分片的记账节点发送的子区块sub_block(H_0)、sub_block(H_1)、sub_block(H_2)；其中，子区块由各分片的节点对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识生成；打包各子区块，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块
在步骤S34中，委员会的节点打包sub_block(H_0)、sub_block(H_1)、sub_block(H_2)，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块block(H)。
在更多实施例中，还可以根据实际需求将BFT共识算法配置为其它共识算法，可实现相同技术效果。
上述实施例通过接收分片的记账节点发送的子区块；其中，子区块由各分片的节点对由交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识生成；打包各子区块，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块的方法，在保证强一致性及正确性的情况下，提高了区块链网络的性能。。
图7为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图7所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备700，包括一个或多个中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM703中，还存储有设备700操作所需的各种程序和数据。CPU701、ROM702以及RAM703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的交易分配方法和共识方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行交易分配方法和共识方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。
作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的交易分配方法和共识方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种交易分配方法，其特征在于，包括：
接收若干交易；
根据所述交易的交易哈希生成第一随机数；
对所述第一随机数与第一区块链中分片的总数进行求余，得到第一余数，并将所述交易分配到编号与所述第一余数对应的分片以供各分片的节点对所述交易进行共识；
其中，所述第一区块链的各分片配置有编号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述交易的交易哈希生成第一随机数包括：
从所述交易的交易哈希中取若干位，得到第一数值；
将所述第一数值转换为十进制数，得到所述第一随机数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述交易的交易哈希中取若干位，得到第一数值包括：
取所述交易哈希的最右边int(log2M+1)位形成第一数值；
其中，M为第一区块链分片的总数，int为向下取整函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分片的总数与所述第一区块链中节点的总数相关。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分片的总数与所述第一区块链中节点的总数的关系为：其中，N为所述分片的总数，M为所述第一区块链中节点的总数，L为各所述分片中预配置的节点的总数，round为向上取整函数。
6.一种共识方法，其特征在于，所述方法由第一区块链各分片中的节点执行，包括：
对由权利要求1-5任一项所述的交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识，生成子区块。
7.一种共识方法，其特征在于，第一区块链包括委员会和若干分片，所述方法由所述委员会的节点执行，包括：
接收所述分片的记账节点发送的子区块；其中，所述子区块由各所述分片的节点对由权利要求1-5任一项所述的交易分配方法所分配的交易进行打包，并使用BFT共识算法进行共识生成；
打包各所述子区块，并使用BFT共识算法进行共识，生成区块。
8.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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